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本文目录一览：

1、木星与土星60

2、木星与土星的相位

3、木星大还是土星大

4、为什么木星和土星总是离得比较近？

木星与土星60

在通过卡西尼号获取的合成图片上，我们可以清晰地看出土星的极光（图片来源：NASA）

在hěn长一段时间内，人们都相信，远离太阳的木星和土星是极寒之地。但随着探测器接近它们，我们对这xiē巨行星的认识有了巨大的转变：事实上，它们的表面十分炎热，大气层的温度可达数百摄氏度。是什么样的未知来源在加热这些行星？这个困扰科学家们50年的“能源问题”，终于在最近有了答案。

由于远离太阳，木星、土星这两个气态巨行星，以及天王星、海王星这两个冰质巨行星，长久以来被人们认为是极寒之地。然而当20世纪七八十年代，当美国航空航天局（NASA）的“旅行者”号探测器依次经过这4颗行星时，科学家们发现它们热得简直就像在发烧——这就好比你从冰箱中找出了火堆一样令人震惊。

来自地面望远镜以及“伽利略”号、“卡西尼”号探测器的后续观测表明，这几颗行星在整个行星范围nèi的高温一直持续着。它们“发烧”得非常厉害，例如，木星的低纬度地区按理说应该冷至-110℃，可事实上，那里的大气在325℃的高温下炙烤着。莫非是某种未知的热源在背后捣鬼？这个热源如何做到不仅加热了行星上的单个地点，还加热了整个高层大气？

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的行星天文学家詹姆斯·奥多诺休（James O'Donoghue）说，50年来，科学家一直对这个“能源问题”困惑不已。现在，终于有两篇论文揭示了土星和木星的热量从何而来：热量来自行星南极和北极的光，或者说，极光。

这些结果来自对这两颗气态行星高层大气的详细观测。卡西尼号探测器在坠入土星的过程中测量了大气温度；木星的温度信息则是从位于夏威夷一座火山顶上的望远镜的观测数据拼接得来的。两组guān测数据都表明，在行星磁极下方的极光区附近，大气温度最高；往赤道接近，温度则会下降。很明显，极光带来了热量。而且就像散热器一样，热量随着距离的增加而减少。

“能源问题”的解决可能会带来深远影响。从我们的太阳系到其他星系，绕着恒星运转的行星并不总能保留住大气。随着时间推移，气态的表层可能被摧毁，整个行星只剩下一层不宜居的外壳。研究人员希望能将这类行星与宜居的类地行星区分开来，而一旦要这样做，“我们需要知道的一个主要参数就是外层大气的温度，因为外层大气是气体向太空逸散的地方。”亚利桑那大学的研究人员扎拉·布朗（Zarah Brown）说。

我们对地球的极光尚未完全了解，但基本原理是清楚的。

太阳将大量磁场和高能粒子射入太空。当这些喷流（更熟知的名字是太阳风）到达地球时，它们会与地球的“磁泡”——也就是磁层——相互作用。这些高能粒子随后螺旋下降到地球的南北磁极。在那里，它们会撞击高层大气中的气体原子和分子。这些撞击短暂地激发了气体，使得气体发出可见的闪光。

一般来说，产生极光需要三个条件：高能粒子源、磁场和大qì。这三个条件木星和土星都具备，但它们的极光和地球上的不太一样。

地球的磁场源自地球深处液态镍铁合金的搅动。但是气态行星没有液态合金内核。相反，气态行星的强大引力将大量液tài氢挤压在其外核中，其挤压强度大到足以让氢原子释放出电子。这个过程将氢变成一种磁性金属。

由这种金属氢构成的旋涡非常巨大，它为气态行星生成的磁场让地球相形见绌。奥多诺休说，木星的磁层是“太阳系中最大的结构”，其尾部向外延伸至土星，甚至更远。

气态行星也无法依靠太阳风提供高能粒子或等离子体，因为太阳风会随着距离的增加而消散。作为替代，木星和tǔ星依靠的是火山活动。

木星的大部分等离子体来自木卫一，木卫一是科学界已知的火山活动最活跃的天体。木卫一近乎持续不断的岩浆喷发将大量火山物质抛向太空；在那里，火山物质在太阳光照射下受到电激发，然后溅落到木星上。土星的大部分等离子体来自土卫二，这是一颗表面像镜子一样的冰冻卫星，它向太空喷射出寒冷的水状物质，十分壮观。

土卫二向太空中喷射水冰和蒸汽“喷泉”（图片来源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute）

这些等离子体进入行星广阔的磁层，得到加速后进入两极。在那里，等离子体中的带电粒子与大气中的气体分子发生碰撞。

土星的极光主要发出紫外线，而木星的极光同时发出紫外线和红外线。但是光的产生过程与热的产生过chéng不同，后一种情况下，“一切都与摩擦有关”，奥多诺休说。

等离子体沿着磁力线流向行星的磁极。这些磁力线像卷须一样延伸进遥远的太空。磁力线和等离子体流随着行星旋转，但有时跟不上行星的转速，比如木星每10小时就能自转一圈。当zhè些等离子体流滞后于木星的自转时，木星强烈的西风就会吹过它们。风与缓慢移动的等离子体流发生摩擦，摩擦产生了热量。对木星来说，这个热量可能是它从太阳那里获得的热量的125倍。“这有点疯狂。”奥多诺休说。

因此，天文学家一直想知道极光是否是这些行星“发烧”的原因也就不足为奇了。“几十年来，大家都知道极光中蕴藏着大量能量。”波士顿大学高级研究员卢克·穆尔（Luke Moore）说。但是，为了把怀疑变成肯定，天文学家需要一张图——具体来说，是一幅气态和冰质行星高层大气的热图。有了这张图，他们可以检验最高温区域能否与极光区重叠，以及这些热量是否会扩散到整个星球。

第一张这样的图诞生于卡西尼号的谢幕。2017年4月，在绕土星轨道运行13年后，NASA的卡西尼号探测器受命做了一件不同寻常的事情：在绕行土星22圈的过程中，探测器在土星和土星环之间来回俯冲。这最后一幕结束于2017年9月15日，那天探测器在土星的云层中燃烧，卡西尼号以前所未有的方式近距离观察土星世界。

当卡西尼号靠近土星时，它透过土星大气层看向远处明亮的恒星。这些恒星发出的光看上去随着大气密度而变化，而气体的密度和温度是相关的。所以研究人员使用了这种被称恒星掩星的方法，综合几十个测量结果，绘制出土星高层大气白天和黑yè的详细热图。

去年发表在《自然·天文学》上的热图显示，大气层温度在极光周围有一个峰值，而从两极到赤道，温度则在平缓下降。

这样看上去，极光似乎是热量的成因。但是，“如果我们关于土星能量再分配的理论是正确的，它也理应适用于木星。”土星研究的主要作者布朗说。

根据奥多诺休和同事的工作，现在我们知道，情况确实如此。

将木星高层大气的热量归因于极光也需要一张热图。但绘制这样一幅图绝非易事。这颗行星混乱的高层大气每周都在变化，你不能只挑一个晚上在两极附近观测，然后几周后回来和赤道附近的观测结果进行比较。随着时间的推移，天空将发生巨大的变化，任何热量流动的痕迹都将消失。

因此，研究人员需要在相对短暂的时间内绘制的全木星的热图，它反映出几小时内的热量流动。

奥多诺休、穆尔和同事们转向位于休眠的冒纳凯阿火山顶上的凯克天文tái。他们在2016年4月14日和2017年1月25日的两个晚上在红外光下观察了木星，每次持续5小时，以绘制木星白昼面的高分辨率热图。这两幅地图都清楚地显示，极光区附近的温度达到了惊人的730℃。随着接近赤道，温度峰值逐渐下降，但仍然达到了瞩目的325℃。

这项已经被《自然》杂志接收的研究结果，与卡西尼号在土星上的观测一致。这个研究结果被认为是极光可以解释能源问题的有力证据。威尔士阿伯里斯特威斯大学的空间物理学研究者罗茜·约翰逊（Rosie Johnson）说:“这是一个重大的进步，人们发现了极光的加热效应。”她没有参与这两项研究。

英国兰开斯特大学的空间和行星物理学研究者利西亚·雷（Licia Ray）也没有参与这两项研究。她称赞了土星研究的严谨数据，但木星的论文并不能令她感到信服。“他们只使用了两个晚上的数据，我认为这是个问题。”她说。尽管有所疑虑，但她认为“木星的温度梯度结果可能会chéng立，因为类似的结果已经在土星上出现了”，她说。

木卫一是太阳系中火山活动最活跃的地方，图为伽利略号探测器捕捉到的火山喷发。（图片来源：NASA/JPL/DLR）

穆尔说，质疑观测数据不够多是合理的，因为木星是非常活跃的地方。随后，研究人员得到了更多的木星观测数据，目前正在进行处理。

不管怎样，大多数独立研究人员似乎相信，这些行星“发烧”应当归因于极光。“这些论文非常好地证实了我们的怀疑确实正在发生：能量会从极光区流失到到dī纬度地区。”英国莱斯特大学的行星科学家利·弗莱彻（Leigh Fletcher）说，他没有参与这项工作。不过新问题是：这是如何发生的？

大多数大气环流模型都难以实现热量从极光区到赤道的转移。然而热图显示，这些巨大的障碍正在以某种方式被克服。

卡西尼号的观察启发了一种潜在的解决方案。根据来自卡西尼号的数据，研究人员发现，对土星低层大气的扰动有时会导致该层迁移到高层大气。这种倒置可能会扰乱和减缓高层大气里的强烈西风——这也许足以让产生自极光的热量流失。

理论上，这种机制也适用于木星。但是气态行星的高层大气缺少云——云是气体运动的标志——这使得研究那里的风“极其困难”，弗莱彻说。目前，能源问题的这一部分仍是无法解释的谜。

在最近的观测中，研究人员已经看到了这样的温度激增。据观测，大约在2017年1月25日，当太阳风活跃度较高的时候，已经很热的高层大气的温度急剧上升。该团队同时发现了一个奇怪的高温结构从极光区向赤道移动。而这些现象在2016年4月14日观测期间没有出现，当时太阳风活动相对平静。

该研究小组推测，2017年年初爆发的太阳风活动可能挤压了木星的磁层。但其他因素也可能在起作用，雷推测木卫一火山活动的增加可能是另一种解释。由于没有更多的观测，无法确定是哪一个因素，奥多诺休说。

尽管存在这些挥之不去的困惑，但极光被确定为木星和土星的热量来源，这一结论极大地巩固了我们对这两颗行星的理解。然而，天王星和海王星仍然笼罩在未知的迷雾中。它们有着不一样的大气、磁场和自转行为，这意味着适用于气态行星的方法可能不适用于冰质行星。天王星和海王星离我men如此之远，以至于我们很难用地球上的望远镜看清它们的细节，而且在可见的未来，似乎不会有其他探测器造访它们。直到那时，这两个遥远的星球仍然是陌生的世界，染着我们尚未了解的“行星热”。

撰文：罗宾·乔治·安德鲁斯（Robin George Andrews）

翻译：bái德凡

审校：吴非

原文链接：

https://www.quantamagazine.org/cassini-data-solves-jupiter-and-saturns-energy-mystery-20210622/

木星与土星的相位

除非和天宫图上的其它因素互有矛盾，否则这种合相的人会由于沉重的责任感而外表较严厉，而且tā们是守旧又实际的。为了扩充套件事业，他们必须克服严厉的障碍，并频繁要为金钱烦恼。若有心变得富有，只有靠永久的忍耐力了。假如有工作资源，则经营的事业、工司会维持它的价值。相同地，无尽的辛劳、艰难危险的工作也和这个合相相结合。

木星与土星呈60度

这个分相使得这些人在处事方面，能够将向外扩张及向内聚合的两种倾向得以很好地平衡。在贸易的经营上，他们会同时利用土星性格的机警、节俭与组织力，以及木星性格的积极、热情及扩张力。所以，他们可以按部就班地完成计划，效忠职守，并赢得尊重。处事上，他们是老实、正直的。这种人乐于匡助他人，当他们给予匡助时，常shì伴随着智慧及鉴别的眼光。然而，他们也同时期望那些接受匡助的人能够自己匡助自jǐ。这些人向往稳定的家庭生活，也通常扮演着支柱的角色。

木星与土星呈90度

这个分相会带来财务方面的困扰，也会由于缺少机会或运气不好，而在工作上吃亏。他们计划实行长远目标时，常会有错误的判定，尤其是在与金钱相关的事情上。有时候，当土星影响力比较强时，他们会显得迟疑，而不敢去把握眼前的大好良机。或者，他们会在毫无预备的情况下，冒然行动，这种情况都会为他们带来恶运。假如木星强烈而土星微弱，这些人会缺乏练习及经验。假如土星强，木星弱，他们会辛勤的工作，但却缺乏自信及爱好去寻求旁人的匡助。

木星与土星呈120度 木星与土星呈180度

木星大还是土星大

木星比土星大。

木星介绍：

木星（Jupiter）是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星，从内向外的第五颗行星。

它的质量为太阳的千分之一，是太阳系中其它七大行星质量总和的2.5倍。木星与土星、天王星、海王星皆属气体行星，因此四者又合称类木行星（木星和土星合称气态巨行星）。

木星是一个气态巨行星，主要由氢组成，其次为氦，占总质量的25%，占所有太阳系行星的70%，岩核则含有其他较重的元素。人类所看到的通常是大气中云层的顶端，压强比1个大气压略高。

扩展资料：

土星介绍:

土星（英文Saturn，拉丁文Saturnus），为太阳系八大行星之一，至太阳距离（由近到远）在第六，体积只排在木星以后。并与木星、天王星及海王星同属类木行星。欧洲古代（古希腊）称土星为克洛诺斯（Cronian），古代中国也叫镇星或填星。

土星主要由氢组成，还有少量的氦与微量元素，内部的核心包括岩石和冰，外围由数层金属氢和气体包裹着。最外层的大气层在外观上通常情况下都是平淡的，虽然有时会有长时间存在的特征出现。土星的风速高达1800公里/时，明显的比木星上的fēng速快。土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。

土星有一个显著的行星环（可以通过望yuǎn镜直接观测），主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。已经确认的土星的卫星总共有62颗。其中，土卫六是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星（半径2575km）（太阳系最大的卫星是木星的木卫三，半径2631km）。

参考资料：搜狗百科----木星

为什么木星和土星总是离得比较近？

我们发现“木星”和“土星”这两颗巨行星之间的距离越来越近，从12月中旬开始，两颗行星的距离就不断靠近，两颗行星的距离从10°（视张角）逐渐变小。到12月21日冬至日，木星和土星逐渐的距离达到最近，角度可能仅为十分之一度，几乎就是重合在了一起，我们称为“大近合”，这是自1623年以来两者最为接近的一次。而在此后的数天内，蛾眉月也会出现在木星和土星附近，可谓相映成趣，难得一见。

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